DE2139681A1 - Verfahren zur Herstellung einer homoge nen Kupfer Blei Legierung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer homoge nen Kupfer Blei LegierungInfo
- Publication number
- DE2139681A1 DE2139681A1 DE19712139681 DE2139681A DE2139681A1 DE 2139681 A1 DE2139681 A1 DE 2139681A1 DE 19712139681 DE19712139681 DE 19712139681 DE 2139681 A DE2139681 A DE 2139681A DE 2139681 A1 DE2139681 A1 DE 2139681A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lead
- copper
- alloy
- homogeneity
- conveyor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/121—Use of special materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/10—Alloys based on copper
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/10—Alloys based on copper
- F16C2204/16—Alloys based on copper with lead as the next major constituent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/912—Metallic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
zur Eingabe vom fj. AUgUSt 1971 VA// Name d. Anm. COLORADO SPRINGS
NATIONAL BANK
Die Erfindung betrifft Legierungen und insbesondere Kupfer-Blei-Legierungen,
sowie Verfahren zur Herstellung und verschiedene Anwendungen derselben» Die nachstehend verwendete Bezeichnung
"homogen" bezieht sich auf eine verbesserte Legierung, die eine feine und gleichmäßige Dispersion der Phasen aufweist.
Es sind Versuche zum Erzeugen homogener dispergierter Kupfer-Blei-Legierungen
unternommen worden, um Legierungen zu erhalten, die eine hohe thermische Leitfähigkeit sowie einen geringen elektrischen
Widerstand und einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen. Diese Eigenschaften sind höchst wünschenswert für Metalle,
die zum Herstellen von Lagern oder als ein Lagermaterial verwendet werden, sowie als ein trockenes Schmiermittel oder als ein
Zusatz zu flüssigen oder viskosen Schmiermitteln, die auf Erdöloder pflanzlicher Basis hergestellt werden«, Beim Versuch, homogene
dispergierte Kupfer-Blei-Legierungen herzustellen, ergeben sich jedoch viele Probleme. Das grundlegende Problem bei diesen
Legierungen ist die Verhinderung einer weitgehenden Trennung und Absonderung von Kupfer und Blei. Diese Neigung zur Trennung und
Absonderung nimmt zu, wenn der Bleigehalt in der Kupfer^-Blei-Legierung
ansteigt. Anderes Problem bei der Verwendung von Kupfer-Blei-Legierungen besteht darin, daß,selbst wenn anfänglich bei
hoher Beanspruchung und hoher Temperatur Homogenität vorhanden ist, das Blei die Neigung aufweist, sich vom Kupfer zu trennen
und abzusondern. Ein weiteres Problem bei Kupfer-Blei-Legierungen besteht darin, daß das Blei trachtet, sich vom Kupfer abzusondern,
wenn die Legierungen in Stücke von anderer Gestalt und
C Jl15
209808/1311
in anderen Formen umgeschmolzen und umgegossen werden sollen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kupfer-Blei-Legierung
mit verbesserter Homogenität der Phasen zu verzeugen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine homogene Kupfer-Blei-Legierung zu erzeugen, bei welcher die Absonderung
des Bleis vom Kupfer beim Umschmelzen verringert ist.
Hoch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine homogene
Kupfer-Blei-Legierung zu erzeugen, welche zum Herstellen von Lagern und eines Lagermaterials brauchbar ist.
W Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines
Verfahrens zum Herstellen der verbesserten Kupfer-Blei-Legierung gemäß der Erfindung.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Gemäß der Erfindung werden diese und andere Aufgaben erfüllt, indem dem geschmolzenen Metall wirksame Mengen eines Homogenitätsförderers
zugesetzt werden. Der Förderer besteht aus elementarem Kohlenstoff und einer Verbindung eines Metalls der seltenen
Erden, die unter den Schmelzbedingungen reagiert, welche während des Legierens und Gießens von Kupfer und Blei vorhanden
sind. Der durch den Förderer bewirkte Vorgang besteht anscheinend in der Einimpfung einer feinen Dispersion der Bleiteilchen
in eine Kupfermatrize. Beispiele solcher Verbindungen sind die Fluorcarbonate, Carbonate und Oxide der seltenen Erden.
Kupfer-Blei-Legierungen werden gemäß der Erfindung mit veränderlichen
Verhältnissen von Kupfer und Blei erzeugt. Die Verhältnisse können in der gewünschten Weise verändert v/erden und wie
es die besondere Anwendung verlangt. Es wurde gefunden, daß Legierungen von besonderer IJützlichkeit jene sind, welche 5 bis
C 97/3
209808/1311
55 % Blei und 95 bis 45 ?q Kupfer enthalten. Das Problem der
Trennung und Absonderung von Blei und Kupfer ist bei einem hohen Bleigehalt am größten. Der Förderer gemäß der Erfindung ist
daher am nützlichsten, wenn der Bleigehalt 20 bis 45 % beträgt. Wenn die Schmiereigenschaften der Legierung erhöht werden sollen,
soll der Anteil des Bleis im höheren Bereich liegen. Wenn es wünschenswert ist, die Festigkeit des Materials zu erhöhen,
soll ein geringerer Anteil des Bleis verwendet werden. Wegen ihrer bekannten Steigerung besonderer Eigenschaften können zusätzliche
Elemente, wie zum Beispiel Zink, Zinn, Nickel usw., in Mengen bis zu etwa 10 Gew,-% der Legierung zugesetzt werden.
Hinsichtlich des Homogenitätsförderers gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß der elementare Kohlenstoff vorzugsweise aus feinem
pulverförmigen Graphit besteht. Obwohl gröberer Kohlenstoff verwendet werden kann, trachten die größeren Teilchen, die Wirksamkeit
des Verfahrens zu verringern, vermutlich infolge des verringerten Verhältnisses des Oberflächenbereichs zum Volumen. Andere
Formen von Kohlenstoff umfassen Knochenkohle, Ruß, Holzkohle und dergleichen.
Die in der Beschreibung verwendeten Bezeichnungen "seltene Erden"
und "Carbonate der seltenen Erden" sollen Scandium, Yttrium, Lanthanum und die Lanthanide betreffen. Die letztere Bezeichnung
umfaßt jene Metalle, die Atomzahlen von 58 bis 71 aufweisen. Die bevorzugten seltenen Erden sind Cerium und Yttrium sowie Mischungen
derselben mit Lanthanum, Praseodymium, Neodymium, Samarium und Europium. Die bevorzugten Verbindungen der seltenen Erden
sind die Halocarbonate, insbesondere die Fluorcarbonate der obigen
Metalle. Die Carbonate und Oxide der seltenen Erden sind ebenfalls für die Erfindung geeignet.
Zusätzlich zum Kohlenstoff und der Verbindung der seltenen Erden kann eine Alkalimetallverbindung oder eine Erdalkalimetallverbindung
im Homogenitätsförderer vorhanden sein. Die Verbindung des Alkalimetalls kann aus Lithium, Kalium oder Natrium
(oder anderen Metallen der Gruppe Ia der Periodischen Tabelle)
209808/1311
bestehen, vorzugsweise aus einem Carbonato Die Verbindung des
Erdalkalimetalls kann aus Calcium, Strontium oder Barium (oder
einem anderen Metall der Gruppe 2a der Periodischen Tabelle) bestehen, vorzugsweise aus einem Carbonate
Erdalkalimetalls kann aus Calcium, Strontium oder Barium (oder
einem anderen Metall der Gruppe 2a der Periodischen Tabelle) bestehen, vorzugsweise aus einem Carbonate
Die verwendete Menge des Homogenitätsförderers muß mindestens jene
Menge sein, welche die Bildung eines gleichmäßig dispergierten Gemischs von Blei und Kupfer sicherstellt, das sich beim Erstarren
nicht absondert. Es wurde gefunden, daß ein bevorzugter wirksamer Bereich der Verhältnisse pro Pfund der Legierung etwa
1 bis 5 g Kohlenstoff oder Graphitpulver und etwa 3 bis 15 g der Verbindung der seltenen Erden beträgt. Unterhalb dieses Verhältnisses
werden Verbesserungen der Homogenität erzielt, aber die
Wirkung ist weniger ausgeprägt, wenn eine sehr geringe Menge des Förderers verwendet wird. Größere Mengen des Homogenitätsförderers können verwendet werden, wie zum Beispiel pro Pfund der Legierung bis zu 10 g Graphit und 30 g der Verbindung der seltenen Erden. Obwohl diese und noch größere Mengen eine verbesserte Legierung gemäß der Erfindung ergeben, ist die Verwendung größerer Mengen vom wirtschaftlichen Standpunkt weniger reizvoll. Das maximale Verhältnis des Förderers wird durch die charakteristischen Erfordernisse der Legierung und durch wirtschaftliche Erwägungen bestimmt. Die Menge der Verbindung des Alkalimetalls
oder des Erdalkalimetalls beträgt pro Pfund der Legierung 0 bis 30 g, vorzugsweise 2 bis 15 g.
Wirkung ist weniger ausgeprägt, wenn eine sehr geringe Menge des Förderers verwendet wird. Größere Mengen des Homogenitätsförderers können verwendet werden, wie zum Beispiel pro Pfund der Legierung bis zu 10 g Graphit und 30 g der Verbindung der seltenen Erden. Obwohl diese und noch größere Mengen eine verbesserte Legierung gemäß der Erfindung ergeben, ist die Verwendung größerer Mengen vom wirtschaftlichen Standpunkt weniger reizvoll. Das maximale Verhältnis des Förderers wird durch die charakteristischen Erfordernisse der Legierung und durch wirtschaftliche Erwägungen bestimmt. Die Menge der Verbindung des Alkalimetalls
oder des Erdalkalimetalls beträgt pro Pfund der Legierung 0 bis 30 g, vorzugsweise 2 bis 15 g.
Obwohl der genaue Vorgang nicht vollkommen verständlich und/iie
Patentierbarkeit nicht davon abhängig ist, wird angenommen, daß die Verbindung der seltenen Erden teilweise zersetzt wird, um
Gase freizugeben, welche eine Rührwirkung und einen Kernbildungseffekt bewirken, und daß der unzersetzte Teil des Förderers ebenfalls Kernbildungssitze erzeugt. Mit den bevorzugten Ceriumfluorcarbonaten und Graphit können beispielsweise die folgenden Reaktionen erfolgen:
Patentierbarkeit nicht davon abhängig ist, wird angenommen, daß die Verbindung der seltenen Erden teilweise zersetzt wird, um
Gase freizugeben, welche eine Rührwirkung und einen Kernbildungseffekt bewirken, und daß der unzersetzte Teil des Förderers ebenfalls Kernbildungssitze erzeugt. Mit den bevorzugten Ceriumfluorcarbonaten und Graphit können beispielsweise die folgenden Reaktionen erfolgen:
CeFCO, » CeFO + CO2
209808/1311
CeFO + C > Ce + 1/2 F2 + CO
Die Kernbildung und das mögliche Umrühren verhindern eine grobe
Trennung der Blei- und Kupferphasen. Die Kernbildungssitze bewirken, daß die schließlich erstarrte Struktur feinkörnig ist,und
ermöglicht ferner ein wirksameres und homogenes Einschließen und Hitnehmen der Bleiphase in die Kupfermatrize. Auch das Einimpfen
erfolgt durch nicht reagierte (oder teilweise reagierte) Verbindung der seltenen Erden und Graphit während des Umrührens der
Schmelze. Das Einimpfen durch diese Teilchen, welche nicht vollständig zersetzt sind, ergibt Sitze für die Kernbildung und das
Wachstum von feinen Bleiteilcheno Die kombinierte Wirkung fördert
eine willkürliche feinkörnige Dispersion von Blei in Kupfer, welche für die optimalen Eigenschaften und Erfordernisse einer
Lagerlegierung obligatorisch ist. Gewünschtenfalls kann eine inerte
Atmosphäre verwendet werden, um den Vorgang abzuschirmen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung erzeugt eine neuartige Kupfer-Blei-Legierung,
welche eine feinere und gleichmäßigere Dispersion des Bleis im Kupfer aufweist. Die Zusammensetzung der Legierung
besteht aus fünf bis fünfundfünzig Prozent Blei (vorzugsweise 20 bis 45 % Blei), 95 bis 45 % Kupfer (vorzugsweise 80 bis
55 % Kupfer), bis zu 10 % anderer Metalle (vorzugsweise Zink und/
oder Zinn), nur geringen Mengen anderer Metalls und Spuren Mengen des Homogenitätsförderers. Die bevorzugte durchschnittliche
Teilchengröße des Bleis in der Kupfermatrize beträgt 0,002 bis 0,020 mm. Es sind größere Bleiteilchen vorhanden, aber es erfolgt
nur eine sehr geringe Absonderung, welche nicht schädlich ist. Line durchschnittliche Teilchengröße von 0,002 bis 0,010 mm für
Kupfer-Blei-Legierungen, welche 20 bis 45 % Blei enthalten, ergibt
eine ausgezeichnete Legierung gemäß der Erfindung. Die durchschnittliche Teilchengröße verbleibt annähernd innerhalb
der oben angegebenen Bereiche, selbst wenn die Legierung umgeschmolzen oder umgegossen wird, obwohl eine geringe Absonderung
erfolgt.
209808/1311
Ein anderer Vorteil dieses Verfahrens ist die Umschmelzfähigkeit der Kupfer-Blei-Legierung ohne wesentliche Absonderung. Dieser
Effekt ist besonders wünschenswert, wenn das Material in festen Barren erzeugt wird zwecks Verwendung als spätere Gußstücke in
gewünschten Formen. Es wird angenommen, daß die Umschmelzfähigkeit ohne unerwünschte Absonderung Resten des Homogenitätsförderers
zuzuschreiben ist, die in der Legierung verbleiben, oder eine Funktion der Feinheit der ursprünglichen Dispersion sein
kann.
Obwohl der Homogenität&förderer eine verzögernde Wirkung auf die Verbesserung der Homogenität der Legierung hat, kann es bei auf-.
einanderfolgenden UmSchmelzungen,oder wenn die ursprüngliche Legierung
während eines längeren Zeitraumes geschmolzen bleibt, wünschenswert sein, den Homogenitätsförderer in Teilmengen zuzusetzen.
Wenn die Legierung während eines Zeitraumes von zehn Minuten bis zu einer Stunde geschmolzen bleibt, soll beispielsweise
ein zweiter Zusatz des Förderers in einer Menge innerhalb des bevorzugten wirksamen Bereichs vor der Verwendung, zum Beispiel
dem Gießen der Legierung, erfolgen.
Weitere Zusätze können in Kombination mit dem oben beschriebenen Homogenitätsförderer verwendet werden. Es können beispielsweise
1 bis 10 g eines Metallphosphats verwendet werden, wie zum Beispiel Orthobleiphosphat, Orthokupferphosphat oder Orthozinnphos-)
phat.
Bei einem Verfahren zum Herstellen der Legierung gemäß der Erfindung
wird eine gewünschte Menge Kupfer in einem Graphittiegel angeordnet und unter Verwendung einer Induktionsheizeinrichtung
auf eine Temperatur von 1250 bis 1350° C gebracht, \fenn das
Kupfer geschmolzen ist und die entsprechende Temperatur erreicht hat, wie zum Beispiel etwa 1275° C, werden das Blei und der Homogenitätsförderer
der Schmelze vorzugsweise unter Umrühren zugesetzt. Die Temperatur der Mischung wird während mindestens einer
Minute und vorzugsweise während drei Minuten aufrecht erhal-
C 97/3
209808/1311
ten, um beste Ergebnisse zu erzielen» Die Schmelze wird dann auf
ihre Erstarrungstemperatur abkühlen gelassen.
Die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten neuartigen Kupfer-Blei-Legierungen weisen die strukturellen Eigenschaften
auf, die zum Erzeugen optimaler Gleitqualitäten erforderlich sind. Die Reinheit ist hoch, da die Legierung gründlich desoxidiert
worden ist. Die Bleiphase ist fein und willkürlich in der ganzen Kupfermaaetrize dispergiert. Diese Faktoren tragen während
der Lebensdauer der Lagerlegierung zu einem niedrigen Reibungskoeffizienten bei. Die Legierung weist auch eine hohe thermische
Leitfähigkeit und einen geringen elektrischen Widerstand auf. Außerdem kann dieselbe gesintert, gezogen, ausgepreßt, gewalzt
und bearbeitet werden, ohne ihre überlegenen Gleitqualitäten zu verlieren.
Die Legierung gemäß der Erfindung ist als eine Lagerfläche besonders
nützlich. Sie ist zur Verwendung geeignet, wenn hohe oder niedrige Temperaturen und hohe Beanspruchungen vorhanden
sind. Die meisten üblichen Verfahren zum Herstellen von Lagern und Lagerflächen können verwendet werden. Das Lager kann durch
Gießverfahren hergestellt werden, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird. Außerdem sind auch Pulververarbeitungsverfahren
verwendbar. Wenn beispielsweise die Legierung gemäß der Erfindung nöfc Stahl verbunden werden soll, kann die Legierung unter
Verwendung eines Zerstäubungsverfahrens in ein Pulver mit einer Feinheit von 0,001 mm umgewandelt werden. Der Stahl wird erhitzt,
bis derselbe blau anläuft (ungefähr bei 315° C), worauf das aus der Legierung hergestellte Pulver auf der Stahloberfläche zerstäubt
wird. Die Hitze der Stahloberfläche bindet die Kupfer-Blei- Le gierung bei Berührung mit dem Stahl. Die pulverförmige
Legierung kann auch auf eine Stahlunterlage gesintert werden, um eine dickere Lagerfläche zu erhalten. Die Bindung ist fest genug,
um hohen Beanspruchungen zu widerstehen, die sich aus den Lagerkräften ergeben, während ausgezeichnete Lagereigenschaften erhalten
werden.
209808/1311
Eine andere Art der Verwendung der Legierung gemäß der Erfindung ist als ein Zusatz zu Schmiermitteln. Die Legierung wird in Pulverform
mit anderen Schmiermitteln, wie zum Beispiels Fetten und Ölen, in Mengen kombiniert, die vorzugsweise von einer Spur bis
zu 113,2 g pro Pfund des Fettes oder Öls betragen. Die resultierende Kombination ist ein Schmiermittel, welches die sich bewegenden
Teile vollständig bedeckt, wodurch die Lebensdauer dieser Teile verlängert wird. Die Instandhaltungserfordernisse werden
ebenfalls verringert. Die Legierung ist von Wert, wenn die Schmiermittelkombination in verschlossenen Einheiten verwendet
wird, in welchen ein häufiger Schmiermittelwechsel unwirtschaftlich ist. Bei dieser Anwendung werden die verbesserten Ergebnisse
über einen längeren Zeitraum erzielt, wenn eine Legierung mit ™ einem höheren Bleigehalt verwendet wird. Die Legierungen gemäß
der Erfindung können auch bei der Waffenentwicklung von Wert sein, wie zum Beispiel für Gewehrmunition, für die Führungsbänder
von Geschossen größeren Kalibers oder für die Innenseite von Gewehrläufen.
Die Legierungen gemäß der Erfindung sind auch zur Bildung von Pulvern geeignet. Das Pulver kann direkt aus der geschmolzenen
Legierung hergestellt werden, indem dieselbe in eine eine hohe Geschwindigkeit aufweisende Strömung eines inerten Gases gegossen
wird, wie zum Beispiel Stickstoff. Die fertigen Legierungen gemäß der Erfindung können aber auch umgeschmolzen und dann in
fc eine eine hohe Geschwindigkeit aufweisende Strömung eines inerten
Gases gegossen werden. Dieser letztere Vorgang ist möglich infolge der ausgezeichneten Umschmelzfähigkeit der Legierungen
ohne einen nennenswerten Verlust der feinen Dispersion der Bestandteile.
Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele genauer veranschaulicht.
C 97/3
209808/131 1
68,4 g Kupfer wurden in einem Graphittiegel unter Verwendung einer Induktionsheizeinrichtung von Lepel bei 1300° C geschmolzen.
Dann wurden in dem Tiegel 45,6 g Blei zugesetzt. 2,28 g einer im Handel erhältlichen Mischung der seltenen Erden (von der
Firma Molybdenum Corp.), die hauptsächlich aus CeFCO, und 0,57 g pulverförmigen Graphits besteht, wurde ebenfalls in dem Tiegel
zugesetzt. Die Schmelze im Tiegel wurde unter Umrühren während 2 Minuten auf ungefähr 1300° C gehalten. Dieselbe wurde dann in
einen (auf Zimmertemperatur befindlichen) kalten Graphittiegel gegossen und abkühlen gelassen. Der erhaltene Barren wurde visuell
und fotomikrografisch untersucht. Der Barren zeigte keine Bleiabsonderung und wies eine feine Dispersion der Bestandteile
auf.
Die Mischung der seltenen Erden ist bekannt als gebleichte FIuorcarbonate
der seltenen Erden, welche hauptsächlich die Ceriumverbindung enthält, mit geringen Mengen der Fluorcarbonate von
Lanthanum, Praseodymium und Neodymium sowie Spuren Mengen anderer Fluorcarbonate der seltenen Erden, wie zum Beispiel Samarium
und Europium.
Der Vorgang des Beispiels I wurde in größerem Maßstab wiederholt mit 4 kg Kupfer, 2,7 kg Blei,.123 g der gleichen Fluorcarbonatinischung
der seltenen Erden und 34 g pulverförmigem Graphit.
Es wurde eine ausgezeichnete Dispersion des Bleis im Kupfer erzielt.
Eine fotografische Untersuchung der Struktur zeigte die feine Dispersion der Teilchen, wie in den Figuren 1 und 2 veranschaulicht
ist. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine 50-fache bzw. eine 250-fache Vergrößerung.
209808/131 1
Die Härte der erhaltenen Legierung wurde nach der Brinnell-Skala
mit 38,8 gemessen.
Der Vorgang des Beispiels I wurde wiederholt mit 4 kg Kupfer, 2,7 kg Blei, 123 g der gleichen Fluorcarbonatmischung der seltenen
Erden, 34 g pulverförmigen Graphits und 68 g Natriumcarbonat.
Das erhaltene Gußstück zeigte eine feine Dispersion von Blei in Kupfer.
Die Härte der Legierung wurde nach der Brinnell-Skala mit 37,0 gemessen.
Zu Vergleichsz-cwecken wurde der Vorgang des Beispiels I mit 4 kg
Kupfer und 2,7 kg Blei wiederholt. Das Gußstück zeigte eine grobe Absonderung des Bleis im Kupfer. Die Härte wurde nach der
Brinnell-Skala mit 28,4 gemessen.
BEISPI EL
Der Vorgang des Beispiels I wurde wiederholt mit 68 g Kupfer, 45 g Blei, 1 g eines Ceriumoxidkonzentrats und 0,8 g pulverförmigem
Graphit. Das Ceriumoxid war ein Konzentrat aus einer Mischung der seltenen Erden und enthielt etwa 98 °,ί Ceriumoxid.
Die erhaltene Legierung zeigte eine gute Dispersion von Blei in Kupfer mit geringen Anzeichen der Absonderung. Die Legierung war
von entsprechender Qualität für ein Lagermaterial, obwohl die Dispersion der Bestandteile nicht so fein war wie beim Produkt
des Beispiels I.
209 8 08/1311
Der Vorgang des Beispiels I wurde wiederholt mit 68 g Kupfer, 45 g Blei, 1 g eines Ceriumoxid-Ceriumcarbonatkonzentrats aus
einer Mischung von Oxiden und Carbonaten der seltenen Erden und 0,8 g pulverförmigem Graphit. Das erhaltene Gußstück zeigte eine
gute Dispersion von Blei in Kupfer. Die Qualität war mit jener der Legierung vergleichbar, die nach dem Vorgang des Beispiels V
hergestellt wurde. Dieser Vorgang wurde in größerem Maßstab mit vergleichbaren Ergebnissen wiederholt unter Verwendung von 4 kg
Kupfer, 2,7 kg Blei, 68 g des Ceriumoxid-Ceriumcarbonatkonzentrats und 34 g pulverförmigem Graphit.
Der Vorgang des Beispiels I wurde wiederholt mit 68 g Kupfer, 45 g Blei, 4 g eines Konzentrats, das 98 bis 99 % Yttriumoxid
(YpO5) enthält, aus einer Mischung von Oxiden der seltenen Erden
und 0,8 g pulverförmigem Graphit. Die erhaltene Legierung wies eine gute Dispersion von Blei in Kupfer auf und hatte eine
der Legierung des Beispiels V ähnliche Qualität,
Die in der Beschreibung verwendete Bezeichnung "Absonderung" soll sich auf Bleiteilchen beziehen, die einen Durchmesser aufweisen,
der größer ist als etwa 5 mm. Die Legierungen gemäß der Erfindung weisen nur eine geringe Absonderung auf, vorzugsweise
etwa 0 %, Die weitgehende Absonderung, welche ohne den Homogenität
sförderer gemäß der Erfindung erfolgt, zeigt sich gewöhnlich als eine Schichtung des Bleis. Eine geringe Absonderung erfolgt
durch Bleiteilchen mit einer Größe von etwa 1 bis 2 mm. Dies stellt aber kein ernstliches Problem dar, wenn diese Teilchen
gut dispergiert sind und weniger als 5 % des Bleigehalts aufsmachen.
C 0ΊΙ5
209808/131 1
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
209808/1311
Claims (10)
1. Verfahren zue-r Herstellung einer homogenen Kupfer-Blei-Legierung,
bei welchem eine wirksame Menge eines Homogenitätsförderers einer Mischung des geschmolzenen Bleis und Kupfers zugesetzt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer aus elementarem Kohlenstoff und einer Verbindung eines Metalls der seltenen
Erden besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Blei und Kupfer nach dem Zusetzen des Homogenitätsförderers
während mindestens einer Minute auf einer Temperatur von etwa 1250 bis 1350° C gehalten wird, worauf die geschmolzene
Legierung abkühlen gelassen wird,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer pro Pfund der Legierung etwa 1 bis 5 g
Kohlenstoff und etwa 3 bis 15 g der Verbindung des Met=fealls der
seltenen Erden enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer aus pulverförmigem Graphit und Ceriumfluorcarbonat besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer Graphit und eine Verbindung eines Metalls der seltenen Erden enthält, welche aus der Gruppe
ausgewählt ist, die aus Oxiden, Carbonaten und Halocarbonaten
besteht.
131T
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderer zusätzlich ein Alkalimetallcarbonat oder ein Erdalkalimetallcarbonat enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung bis zu 10 % eines Metalls enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Zinn, Zink
und Kombinationen derselben besteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung etwa 20 bis 45 % Blei enthält.
9. Homogene Legierung, die Kupfer und Blei sowie Spuren Mengen eines Homogenitätsförderers im geschmolzenen Kupfer und
Blei enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Homogenitätsförderer aus elementarem Kohlenstoff und einer Verbindung eines
Metalls der seltenen Erden besteht.
10. Legierung nach Anspruch 9, die etwa 5 bis 55 % Blei enthält,
wobei das Blei die Form einer feinen Dispersion in einer Kupfermatrize aufweist und der durchschnittliche Durchmesser der
Bleiteilchen etwa 0,002 bis 0,02 mm beträgt.
20 9808/1311
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US6233870A | 1970-08-10 | 1970-08-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2139681A1 true DE2139681A1 (de) | 1972-02-17 |
DE2139681B2 DE2139681B2 (de) | 1980-07-10 |
DE2139681C3 DE2139681C3 (de) | 1981-04-23 |
Family
ID=22041822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2139681A Expired DE2139681C3 (de) | 1970-08-10 | 1971-08-07 | Verfahren zur Herstellung einer homogenen Kupfer-Blei-Legierung |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3720507A (de) |
JP (1) | JPS5423884B1 (de) |
BE (1) | BE771149A (de) |
CA (1) | CA944591A (de) |
DE (1) | DE2139681C3 (de) |
DK (1) | DK136731B (de) |
FR (1) | FR2104139A5 (de) |
GB (1) | GB1321159A (de) |
NL (1) | NL7111024A (de) |
SE (1) | SE379786B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5536832B2 (de) * | 1974-09-24 | 1980-09-24 | ||
JPS55122841A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding material |
JP3298634B2 (ja) * | 1990-02-27 | 2002-07-02 | 大豊工業株式会社 | 摺動材料 |
US5242717A (en) * | 1990-12-27 | 1993-09-07 | Daido Metal Company Ltd. | Method of producing a composite sliding member |
BE1025769B1 (nl) * | 2017-12-14 | 2019-07-08 | Metallo Belgium | Verbeterde pyrometallurgische werkwijze |
-
1970
- 1970-08-10 US US00062338A patent/US3720507A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-08-07 DE DE2139681A patent/DE2139681C3/de not_active Expired
- 1971-08-09 SE SE7110136A patent/SE379786B/xx unknown
- 1971-08-09 CA CA120,086A patent/CA944591A/en not_active Expired
- 1971-08-09 FR FR7129105A patent/FR2104139A5/fr not_active Expired
- 1971-08-09 GB GB3738271A patent/GB1321159A/en not_active Expired
- 1971-08-10 BE BE771149A patent/BE771149A/xx unknown
- 1971-08-10 JP JP5999571A patent/JPS5423884B1/ja active Pending
- 1971-08-10 DK DK389271AA patent/DK136731B/da unknown
- 1971-08-10 NL NL7111024A patent/NL7111024A/xx not_active Application Discontinuation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE771149A (fr) | 1971-12-16 |
JPS5423884B1 (de) | 1979-08-17 |
DE2139681B2 (de) | 1980-07-10 |
DK136731C (de) | 1978-04-24 |
DK136731B (da) | 1977-11-14 |
FR2104139A5 (de) | 1972-04-14 |
GB1321159A (en) | 1973-06-20 |
SE379786B (de) | 1975-10-20 |
DE2139681C3 (de) | 1981-04-23 |
US3720507A (en) | 1973-03-13 |
CA944591A (en) | 1974-04-02 |
NL7111024A (de) | 1972-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69030366T2 (de) | Aluminiumlegierungspulver, gesinterte Aluminiumlegierung sowie Verfahren zur Herstellung dieser gesinterten Legierung | |
DE69332825T2 (de) | Feinteiliges caf 2? mittel zur verbesserung der bearbeitbarkeit von gesintertem eisenbasispulver | |
DE2625939C2 (de) | Mischung zum Modifizieren des eutektischen Bestandteils von eutektischen und untereutektischen Aluminium-Silizium-Gußlegierungen | |
DE2815159C2 (de) | Verfahren zur Herstellung gesinterter Preßlinge aus Legierungen auf Aluminiumbasis | |
DE1125459C2 (de) | Verfahren zum Erzeugen von legiertem Pulver auf Eisenbasis fuer pulvermetallurgische Zwecke | |
DE2415035C3 (de) | Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines Gleitstücks hoher Festigkeit, insbesondere einer Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen | |
DE3003915A1 (de) | Verfahren zum herstellen von stahl | |
DE69614691T2 (de) | Verfahren zur herstellung bearbeitbarer bleifreier kupferlegierungen | |
DE69215156T2 (de) | Übereutektische Aluminium-Silicium Legierungen | |
DE2455850B2 (de) | Pulvermischung zur Herstellung von Körpern aus Legierungsstahl | |
DE1280516B (de) | Verfahren zur Erzielung eines hohen Zinngehalts in einem Verbundmetallstreifen fuer Gleitlager | |
DE69430904T2 (de) | Pulver aus Eisenschwamm | |
DE2139681A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer homoge nen Kupfer Blei Legierung | |
DE2842524A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gusseisen | |
DE1170651B (de) | Verfahren zum Herstellen von dispersionsgehaerteten Metallkoerpern | |
DE68908618T2 (de) | Hexafluorphosphate als Gefügefeiner für Aluminium-Silizium-Legierungen. | |
DE2948883A1 (de) | Verfahren zur beifuegung von mangan zu einem geschmolzenen magnesiumbad | |
DE3011962C2 (de) | Metallverbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2719129C2 (de) | ||
DE1160194B (de) | Verwendung von Aluminium-Sinter-Werkstoffen fuer auf Gleitung beanspruchte Maschinenteile | |
DE2040052C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von homogenen Kupfer-Blei-Legierungen | |
DE866097C (de) | Verfahren zur Herstellung von Gleitkoerpern aus Metallen oder Legierungen mit nichtmetallischen Zusatzstoffen | |
DE1283545B (de) | Gesintertes Reibmaterial aus einem metallischen Anteil auf Eisen- und Kupferbasis mit Zusatz von Molybdaen und aus nichtmetallischen Reib- und Gleitzusaetzen | |
DE832803C (de) | Verwendung sauerstoffreicher Metalle fuer Gleitzwecke | |
DE817528C (de) | Verfahren zum Einbringen von Zirkon in Magnesium und Magnesium-Legierungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |